package com.it.base.arithmetic.arrayQueue;

import java.util.Scanner;

/**
 * 双向队列，可以重复利用空间来做数据存储，可以看做一个循环队列
 * 预留一个空间来做标记
 * 队列满的情况条件是(rear+1) % maxSize==front
 * 队列空的情况是rear==front
 * 队列的有效数据为（rear+maxSize-front）% maxSize
 */
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //实际能存放的有效个数为3个数据，最后一个为空，作为标记位置
        CircleArray circleArray = new CircleArray(4);
        char key =' ';//接受用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);//构建用户输入的数据
        boolean loop = true;
        //输出菜单
        while(loop){
            System.out.println("s(show):显示队列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加数据到队列");
            System.out.println("g(get):从队列取出数据");
            System.out.println("h(head):查看队列头数据");
            key=scanner.next().charAt(0);//接受一个字符串
            switch (key){
                case 's':
                    circleArray.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数据");
                    int value = scanner.nextInt();

                    circleArray.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = circleArray.getQueue();
                        System.out.printf("取出数据为%d\n",res);

                    }catch (Exception e ){
                        System.out.printf(e.getMessage());

                    }
                    break;
                case 'h':
                    int head =  circleArray.headQueue();
                    System.out.printf("头部数据为%d\n",head);
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop=false;
                default:
                    break;
            }

        }
    }

}
//定义一个数组
class CircleArray{
    //数组能存放的最大数据
    private int  maxSize;
    private  int front;//指向第一个数组的位置
    private int rear;//指向数组最后一个位置
    private int[] array;//存放数据的数组
    //定义构造器,用于初始化数据
    public CircleArray(int maxSize){
        this.maxSize=maxSize;
        this.front=0;
        this.rear=0;
        this.array=new int[maxSize];
    }

    //判断队列满，（rear+1）%maxSize==front
    public boolean isFull(){

        return  (rear + 1 ) % maxSize==front;
    }
    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return this.rear==this.front;
    }
    //添加数据
    public void addQueue(int data){
        //判断队列是否为满
        if(this.isFull()){
            System.out.println("队列已满，不能添加数据");
            return;
        }
        this.array[rear]=data;
        //我们这里是循环队列，必须通过取模的方式来定位，下一个要添加数据的位置
        rear=(rear+1)%maxSize;

    }
    //获取队列的数据，数据出队列
    public int getQueue(){
        //判断队列是否为空
        if(isEmpty()){
            //通过抛出异常来告诉调用者
            throw  new RuntimeException("队列空，不能取出数据");
        }
        int value = array[front];
        //通过取模的方式，来定位当前头指针的位置
        front=(front+1)%maxSize;
        return value;

    }

    //展示队列的所有数据
    public  void showQueue(){
        //判断是否有数据
        if(isEmpty()){

            System.out.println("队列为空，没有数据");
            return;
        }
        //打印数据
        for (int i=front;i<front+size();i++){

            System.out.printf("array[%d]=%d\n",i%maxSize,array[i%maxSize]);

        }

    }
    //求出当前队列中有几个有效的数据
    public int size(){
        return (rear+maxSize-front)%maxSize;
    }
    //显示头数据，就是显示当前数组的第一个数据
    public int headQueue(){

        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空，没有数据");

        }
        return array[this.front];
    }

}
